Исследование свойств пассивных диэлектриков
Исследование диэлектрической проницаемости и потерь изолирующих материалов, помещенных в твёрдое поле с применением метода вариации активной проводимости. Расчет параметров диэлектриков. Свойства и применение фторопластов, оргстекла, эбонитов, винипласта.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.03.2018 |
| Размер файла | 153,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ГУАП
КАФЕДРА КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ И ЛАЗЕРНЫХ СРЕДСТВ
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №6
Исследование свойств пассивных диэлектриков
по курсу: Материаловедение
Работу выполнил студент Бешляга Н.А.
проницаемость диэлектрик проводимость эбонит
Санкт-Петербург 2018
Цель работы: исследование диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь диэлектриков, помещенных в твёрдое поле.
Рис 1 Куметр
Для определения диэлектрических потерь в данной работе используется контурный резонансный метод определения е и tgд параметров диэлектрика, называемый методом вариации активной проводимости.
Куметр состоит из генератора и измерительного колебательного контура, образуемого из образца конденсатора переменной емкости и катушкой индуктивности «20», обкладки внешнего конденсатора «17» между которыми, в ходе опыта, помещаются образцы «18».
Ниже представлены две схемы, схема а и схема б, куметр в начале опыта и куметр с подключенными внешними обкладками.
Рис 2. Схема а, б.
Расчетные формулы:
1) C=е0ЧеЧS/h - емкость плоского конденсатора; где S - площадь обкладок конденсатора, м; h - расстояние между обкладками конденсатора, м; е0=8,86Ч10-12 Ф/м - диэлектрическая постоянная; е - диэлектрическая проницаемость, Ф/м.
2) е=14,4ЧCxЧh/D2 - диэлектрическая проницаемость; где Cx - емкость исследуемого образца, Ф; D - диаметр исследуемого образца, м.
3) Cx=C1-C2 - емкость исследуемого образца; где C1 - емкость конденсатора при резонансной частоте, Ф; С2 - емкость конденсатора, между обкладками которого помещен исследуемый образец, Ф.
4) tgд=C1(Q1-Q2)/CxQ1Q2 - тангенс угла потерь; где Q1 и Q2 - добротность контура, соответственно, при отключенном и включенном образце.
5) q=щC1/Q1 - активная проводимость конденсатора; где щ - частота, Гц.
Таблица 1 Результаты измерений и вычислений
|
Материал |
Q2 |
C2, пФ |
Cx, пФ |
D, см |
h, см |
е, Ф/м |
tgд |
|
|
Фторопласт №1 |
140 |
349 |
46 |
10 |
0,5 |
3,312 |
0,014 |
|
|
Эбонит №2 |
120 |
349 |
46 |
10 |
0,5 |
3,312 |
0,023 |
|
|
Винипласт №3 |
111 |
350 |
45 |
10 |
0,6 |
3,888 |
0,030 |
|
|
Органическое стекло №4 |
112 |
345 |
50 |
10 |
0,6 |
4,327 |
0,027 |
Q1=180 C1=395 пФ
Свойства диэлектриков (образцов):
Фторопласты представляют собой фторсодержащие полимеры, относящиеся к группе конструкционных пластиков.
Фторопласты являются продуктом полимеризации фторуглеродов - структурных аналогов углеводородов, в которых молекулы водорода заменены фтором. Связь углерод-фтор является очень прочной, энергия ее разрыва превышает 100 ккал/моль. Атомы фтора обеспечивают высокую химическую и термическую стойкость фторопластов. Физическое строение фторопластов определяется степенью кристалличности, которая обуславливается плотностью упаковки полимерных молекул. Так, например, молекулы фторопласта-4 имеют строго регулярную спиралевидную структуру без разветвлений и поперечных связей. Благодаря этому они могут плотно и взаимно параллельно примыкать друг к другу. Однако из-за очень большой длины участки линейно ориентированных молекул чередуются с аморфными зонами, в которых полимерные молекулы располагаются неупорядоченно. Определяемая соотношением этих двух типов взаимной ориентации полимерных молекул степень кристалличности фторопласта-4 может превышать 90%.
Фторопласты применяются:
В машиностроении (благодаря устойчивости к трению и высокой теплоёмкости из него изготавливают подшипники, поршневые кольца, детали для моторов);
В электротехнике (благодаря высокому удельному сопротивлению из него изготавливается изоляция).
Также фторопласты используются для изготовления сковород, форм для выпечки, протезов, шприцов, контейнеров для хранения продуктов и т.д.
Оргстекло - это безопасный и экологически чистый материал. Его главные достоинства - стойкость к химикатам, высокая прозрачность, небольшой вес, противостояние погодным условиям. Этот пластик легче, чем обычное стекло в два раза, поэтому в конструкциях не требуется дополнительных опор
Оргстекло применяется:
В осветительной технике (перегородки, плафоны, рассеиватели, лицевые экраны);
В строительстве, а также в архитектуре (купола, перегородки, остекление проемов, танцполы, разнообразные объемные формовые изделия);
В приборостроении (смотровые окна, циферблаты, диэлектрические детали, корпуса, емкости);
В транспорте (остекление самолетов, судов, и т.д.);
А также в декоративных целях и быту.
Эбонит - вулканизированный каучук с большим содержанием серы (30-50 % в расчёте на массу каучука), обычно тёмно-бурого или чёрного цвета
Свойства:
· хорошо поддаётся механической обработке;
· негигроскопичный;
· газонепроницаемый;
· кислотостойкий;
· стоек к действию оснований, солей, растительных и животных жиров;
· хороший электроизолятор.
Эбониты используют:
Как электроизоляторы и кислотостойкие материалы при производстве электроизоляционных деталей приборов, пригуммировании различных ёмкостей для агрессивных жидкостей, корпуса кислотных аккумуляторов ит.д.
Как заменители дорогих материалов типа чёрного дерева, слоновой кости, рога или черепашьего панциря.
Винипласт -- это жесткий, не пластифицированный листовой поливинилхлорид, содержащий смазывающие добавки (для облегчения переработки) и стабилизаторы (для предотвращения разрушения при эксплуатации и переработке).
Свойства винипласта:
Винипласт обладает высокой химической стойкостью к действию кислот, щелочей, бензина, масел, спиртов. Он является антикоррозионным материалом в интервале температур от 0 до 60 °С. Винипласт имеет хорошие электрические свойства, легко подвергается различной механической обработке (формованию, сварке).
Винипласт используют:
Как коррозионностойкий конструкционный материал в химической промышленности(для изготовления ёмкостей, трубопроводов, деталей химической аппаратуры, лабораторного оборудования, защиты электропроводов, футеровки стальных, бетонных и деревянных аппаратов);
В системах водоснабжения, канализации, ирригации и мелиорации (трубы, фитинги и т.д.);
В строительстве (отделочные материалы, кровельные листы, двери и т.п.);
Применяют также как упаковочный материал для бытовых товаров (сосуды, контейнеры, флаконы и т. и.).
В ходе работы была изучена методика исследование диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь диэлектриков, помещенных в твёрдое поле. Была измерена диэлектрическая проницаемость следующих диэлектриков: Фторопласта е=3,312 Ф/м; эбонита е=3,312 Ф/м; винипласта е=3,888 Ф/м; органического стекла е=4,327 Ф/м. Полученные значения совпадают с табличными в пределах погрешности.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие диэлектрической проницаемости как количественной оценки степени поляризации диэлектриков. Зависимость диэлектрической проницаемости газа от радиуса его молекул и их числа в единице объема, жидких неполярных диэлектриков от температуры и частоты.
презентация [870,1 K], добавлен 28.07.2013Понятие диэлектрических потерь. Нагревание диэлектриков в электрическом поле, рассеивание части энергии поля в виде тепла как его следствие. Ухудшение свойств и ускорение процессов старения диэлектриков. Количественная оценка диэлектрических потерь.
презентация [794,0 K], добавлен 28.07.2013Диэлектрики – вещества, обладающие малой электропроводностью, их виды: газообразные, жидкие, твердые. Электропроводность диэлектриков; ее зависимость от строения, температуры, напряженности поля. Факторы, влияющие на рост диэлектрической проницаемости.
презентация [1,4 M], добавлен 28.07.2013Теория электрической проводимости и методика её измерения. Теория диэлектрической проницаемости и методика её измерения. Экспериментальные исследования электрической проводимости и диэлектрической проницаемости магнитной жидкости.
курсовая работа [724,5 K], добавлен 10.03.2007Электрические, тепловые, влажностные и химические свойства диэлектриков. Поляризация мгновенная и протекающая замедленно. Дипольно-релаксационная поляризации. Общее понятие о доменах, сопротивление изоляции. Классификация диэлектриков по виду поляризации.
презентация [964,7 K], добавлен 28.07.2013Изучение сути закона Кулона - закона взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц. Электрическое поле и линии его напряженности. Проводники и изоляторы в электрическом поле. Поляризация изоляторов (диэлектриков), помещенных в поле.
контрольная работа [27,3 K], добавлен 20.12.2012Сверхпроводники и возможности их применения в электротехнике. Зависимость пробивного напряжения в твердом диэлектрике от температуры и частоты. Поляризация диэлектриков и диэлектрическая проницаемость. Нагревостойкость твердых и жидких диэлектриков.
реферат [968,8 K], добавлен 12.02.2013Описание нелинейных диэлектриков и их основная классификация. Физические свойства сегнетоэлектриков и их сфера применения. Характеристика и свойства пьезоэлектриков: прямой и обратный пьезоэффект, объяснение этого эффекта. Особенности электретов.
контрольная работа [22,4 K], добавлен 23.04.2012Использование мегаоометра для измерения высокого сопротивления изолирующих материалов (диэлектриков) проводов и кабелей, разъёмов, трансформаторов, обмоток электрических машин и других устройств. Технические характеристики прибора и принцип его работы.
реферат [67,7 K], добавлен 17.04.2012Свойства активных диэлектриков. Вещества, обладающие самопроизвольной поляризацией. Внешнее электрическое поле. Направление электрических моментов доменов. Применение сегнетоэлектриков для изготовления малогабаритных низкочастотных конденсаторов.
контрольная работа [22,4 K], добавлен 29.08.2010Способы получения и анализа поляризованного света. Описание установки для получения информации об отражённом свете, ее схематическое изображение. Принципы метода эллипсометрии, его реализация при изучении показателя преломления прозрачных диэлектриков.
курсовая работа [5,8 M], добавлен 19.04.2012Анализ изменений емкости и диэлектрической проницаемости двухполюсника в зависимости от резонансной частоты, оценка закономерности. Применение измерителя добротности ВМ-560, порядок его калибровки. Построение графиков по результатам проведенных измерений.
лабораторная работа [426,0 K], добавлен 26.04.2015Способность диэлектриков проводить электрический ток, характер движения электронов, переходы. Определения механизма проводимости — наблюдение тока в магнитном поле, определение знака термоэлектродвижущей силы. Проводимость первого и второго порядка.
реферат [18,4 K], добавлен 20.09.2009Сущность электростатического поля, определение его напряженности и графическое представление. Расчет объемной и линейной плотности электрического заряда. Формулировка теоремы Гаусса. Особенности поляризации диэлектриков. Уравнения Пуассона и Лапласа.
презентация [890,4 K], добавлен 13.08.2013Диэлектрики (изоляторы) — вещества, практически не проводящие электрический ток. Физические свойства: потери и пробой диэлектрика, поляризация во внешнем электрическом поле. Пьезоэлектрики: кварц, пьезоэлектрические преобразователи; пироэлектрики.
контрольная работа [61,6 K], добавлен 15.06.2014Понятие диэлектрической проницаемости. Потери энергии при прохождении электрического тока через конденсатор. Влияние строения, полярности, стереорегулярности, кристаллизации и пластификаторов на диэлектрические потери. Измерение параметров полимеров.
курсовая работа [1014,9 K], добавлен 14.06.2011Электрический заряд и закон его сохранения в физике, определение напряженности электрического поля. Поведение проводников и диэлектриков в электрическом поле. Свойства магнитного поля, движение заряда в нем. Ядерная модель атома и реакции с его участием.
контрольная работа [5,6 M], добавлен 14.12.2009Характеристика электрического поля как вида материи. Исследование особенностей проводников, полупроводников и диэлектриков. Движение тока в электрической цепи. Изучение законов Ома, Джоуля-Ленца и Кирхгофа. Изоляционные материалы. Электродвижущая сила.
презентация [4,5 M], добавлен 19.02.2014Разработка алгоритма и программы, реализующей расчет нагрузочных потерь активной мощности и электроэнергии. Использование среднеквадратического тока линии. Учет параметров П-образной схемы замещения. Определение суммарных годовых потерь электроэнергии.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 28.08.2013Методы и средства изучения свойств наноструктур. Экспериментальное исследование электрофизических параметров полупроводниковых материалов. Проведение оценочных расчетов теоретического предела минимального размера изображения, получаемого при литографии.
дипломная работа [810,6 K], добавлен 28.03.2016
